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GRL:热带太平洋海气信号显著延长大西洋尼诺季节预测时效
作者:姜枫 张文君               发布时间:2025/12/25 09:58:07       浏览量:       来源:大气科学学院

北半球夏季发生的“大西洋尼诺”是赤道大西洋年际气候变异的主要模态,对区域气候格局及生态系统具有重要影响。大西洋尼诺与ENSO现象有一定的相似性,两者均涉及海气相互作用的动力学过程,因而常被视为ENSO的“小兄弟”。

然而,由于大西洋尼诺生命周期较短,且缺乏有效的局地前兆信号,其季节性预测能力长期受限,传统动力预测模式的技巧预报时效通常不超过一个季度。近期,大气科学学院张文君课题组联合哥伦比亚大学、法国国家可持续发展研究院、美国国家海洋和大气管理局及夏威夷大学等多国气候研究团队,通过引入太平洋海气系统的远程关联机制,在大西洋尼诺预测方面取得了重要进展。研究揭示,春季发生的ENSO事件可通过大气桥等物理过程,显著影响后续夏季赤道大西洋的海温异常分布。基于这一跨海盆相互作用的动力学机制,团队构建了包含太平洋前兆信号的统计预测模型。

该预测框架的关键在于利用了太平洋系统所具有的较长记忆效应,与ENSO相关的海洋热含量异常和海表温度异常可持续影响后续多个季节的气候状态。模型验证结果表明,通过融合太平洋前兆信号,大西洋尼诺事件的预测技巧可延长至提前2-3个季度的预报时效,显著超越了当前主流动力模型的预测能力(图1)。

该研究不仅为热带大西洋地区的季节气候预测提供了新的技术路径,更为重要的是揭示了跨海盆气候相互作用在提升区域气候可预测性方面的重要作用。未来研究需进一步厘清不同时间尺度上海洋-大气耦合过程的贡献,并关注全球变暖背景下这些相互作用的演变特征,从而为构建更为稳健的多季节气候预测系统提供支撑。

图1. 夏季大西洋尼诺在NMME动力模型与统计模型中的季节预测技巧。(a)观测值与NMME各模型(基于不同起始月份)预测的夏季(6-8月)Atl3指数之间的预测技巧,其中蓝色粗线表示NMME模型集合平均。虚线黑线、橙色实线及红色实线分别表示仅基于持续性模型、仅包含局地海气条件的统计模型以及同时包含大西洋与太平洋海气条件的统计模型所对应的ACC值。(b)与(a)类似,但表示预测误差。

该成果在《Geophysical Research Letters》上发表:

参考文献

F. Jiang, W. Zhang, J. Boucharel, F.-F. Jin, M.-J. McPhaden, M. Stuecker. 2025: Multi-season lead prediction of Atlantic Nino facilitated by Pacific Ocean precursors. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL111494. https://doi.org/10.1029/2024GL111494